JP3262482B2 - 光信号処理装置 - Google Patents
光信号処理装置Info
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- JP3262482B2 JP3262482B2 JP20713395A JP20713395A JP3262482B2 JP 3262482 B2 JP3262482 B2 JP 3262482B2 JP 20713395 A JP20713395 A JP 20713395A JP 20713395 A JP20713395 A JP 20713395A JP 3262482 B2 JP3262482 B2 JP 3262482B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は超高速光通信システ
ムに必要とされる光信号処理に利用する。特に、光領域
で多重された超高速光信号に対して動作する光信号処理
装置に関する。
ムに必要とされる光信号処理に利用する。特に、光領域
で多重された超高速光信号に対して動作する光信号処理
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、光領域で多重された超高速時分割
多重信号列から所望の光信号列を取り出すための光パル
ス時分割分離装置においては、そのチャネルに同期した
クロック光パルスを用い、位相シフタや光遅延線その他
によってチャネルを選択して多重分離を行っていた。
多重信号列から所望の光信号列を取り出すための光パル
ス時分割分離装置においては、そのチャネルに同期した
クロック光パルスを用い、位相シフタや光遅延線その他
によってチャネルを選択して多重分離を行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の技術で
は、各チャネルの信号の分岐については光信号処理によ
り行うことができたが、その信号を再び、またはその信
号とは別の信号をそのチャネルに挿入するためには、多
重分離された光信号を電気信号に変換して電気信号列の
操作を行った後に、多重化された光信号を再生する必要
があった。このため、動作速度が電気信号処理速度によ
って制限され、２０Ｇｂｉｔ／ｓ程度の処理速度しか得
られなかった。すなわち、光領域での多重が可能な１０
０Ｇｂｉｔ／ｓを越えるような超高速光信号に対して
は、電気信号の速度限界を越えるため電気信号に変換す
ることは不可能であり、そのような超高速光信号の分
岐、挿入操作を行うことはできなかった。
は、各チャネルの信号の分岐については光信号処理によ
り行うことができたが、その信号を再び、またはその信
号とは別の信号をそのチャネルに挿入するためには、多
重分離された光信号を電気信号に変換して電気信号列の
操作を行った後に、多重化された光信号を再生する必要
があった。このため、動作速度が電気信号処理速度によ
って制限され、２０Ｇｂｉｔ／ｓ程度の処理速度しか得
られなかった。すなわち、光領域での多重が可能な１０
０Ｇｂｉｔ／ｓを越えるような超高速光信号に対して
は、電気信号の速度限界を越えるため電気信号に変換す
ることは不可能であり、そのような超高速光信号の分
岐、挿入操作を行うことはできなかった。
【０００４】本発明は、このような課題を解決し、１０
０Ｇｂｉｔ／ｓを越えるような超高速多重光信号の分
岐、挿入操作が可能な光信号処理装置を提供することを
目的とする。
０Ｇｂｉｔ／ｓを越えるような超高速多重光信号の分
岐、挿入操作が可能な光信号処理装置を提供することを
目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、４光波混合を
利用して個々のチャネルの光信号を分離し、その光信号
またはそれに替えてあらたな光信号を４光波混合を利用
して時分割多重することを特徴とする。すなわち本発明
の光信号処理装置は、時分割多重された入射光信号の光
パルス繰り返し周波数ｆに同期して周波数ｆ／ｍ（ｍは
自然数）のタイミング信号を出力するタイミング手段
と、このタイミング信号にしたがって入射光信号に多重
された個々のチャネルの光信号を分離する分離手段と、
分離された光信号または各チャネルに新たに挿入すべき
光信号を選択するチャネル選択手段と、このチャネル選
択手段により選択された光信号を時分割に多重する多重
手段とを備えた光信号処理装置において、分離手段は、
タイミング信号に同期して入射光信号の波長λSとは異
なる波長λCの、互いに出力タイミングのずれた複数の
光パルス列を出射する第一のクロック光源と、この第一
のクロック光源の出力光と入射光信号とにより発生した
波長λFの４光波混合光を出力する第一の光非線形媒質
とを含み、チャネル選択手段は、分離手段で分離された
各チャネルごとの波長λ F の光信号またはタイミング信
号に同期するアッドクロック光源から供給され各チャネ
ルに新たに挿入する波長λ F の光信号を選択して多重手
段に出力する手段を含み、多重手段は、タイミング信号
に同期して繰り返し周波数ｆの光パルス列を発生する第
二のクロック光源と、この第二のクロック光源の出力す
る光パルス列とチャネル選択手段から出力された波長λ
Fの光信号とから４光波混合により時分割多重された光
信号列を生成する第二の光非線形媒質とを含む。
利用して個々のチャネルの光信号を分離し、その光信号
またはそれに替えてあらたな光信号を４光波混合を利用
して時分割多重することを特徴とする。すなわち本発明
の光信号処理装置は、時分割多重された入射光信号の光
パルス繰り返し周波数ｆに同期して周波数ｆ／ｍ（ｍは
自然数）のタイミング信号を出力するタイミング手段
と、このタイミング信号にしたがって入射光信号に多重
された個々のチャネルの光信号を分離する分離手段と、
分離された光信号または各チャネルに新たに挿入すべき
光信号を選択するチャネル選択手段と、このチャネル選
択手段により選択された光信号を時分割に多重する多重
手段とを備えた光信号処理装置において、分離手段は、
タイミング信号に同期して入射光信号の波長λSとは異
なる波長λCの、互いに出力タイミングのずれた複数の
光パルス列を出射する第一のクロック光源と、この第一
のクロック光源の出力光と入射光信号とにより発生した
波長λFの４光波混合光を出力する第一の光非線形媒質
とを含み、チャネル選択手段は、分離手段で分離された
各チャネルごとの波長λ F の光信号またはタイミング信
号に同期するアッドクロック光源から供給され各チャネ
ルに新たに挿入する波長λ F の光信号を選択して多重手
段に出力する手段を含み、多重手段は、タイミング信号
に同期して繰り返し周波数ｆの光パルス列を発生する第
二のクロック光源と、この第二のクロック光源の出力す
る光パルス列とチャネル選択手段から出力された波長λ
Fの光信号とから４光波混合により時分割多重された光
信号列を生成する第二の光非線形媒質とを含む。
【０００６】第二のクロック光源は、その出力波長が波
長λFの光信号との４光波混合により波長λSが得られる
波長λCに設定されたことを特徴とする。
長λFの光信号との４光波混合により波長λSが得られる
波長λCに設定されたことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態を示すブ
ロック構成図である。この光信号処理装置は、入力ポー
ト１０から入射する時分割多重された入射光信号の光パ
ルス繰り返し周波数ｆに同期して周波数ｆ／ｍ（ｍは自
然数）のタイミング信号を出力するタイミング手段とし
てタイミング抽出回路１１を備え、このタイミング信号
にしたがって入射光信号に多重された個々のチャネルの
光信号を分離する分離手段としてクロック光源１２およ
び時分割分離部１３を備え、分離された光信号または挿
入ポート１４から入射する各チャネルに新たに挿入すべ
き光信号を選択するチャネル選択部１５を備え、このチ
ャネル選択部１５により選択された光信号を時分割に多
重する多重手段としてクロック光源１７および時分割多
重部１８を備える。
ロック構成図である。この光信号処理装置は、入力ポー
ト１０から入射する時分割多重された入射光信号の光パ
ルス繰り返し周波数ｆに同期して周波数ｆ／ｍ（ｍは自
然数）のタイミング信号を出力するタイミング手段とし
てタイミング抽出回路１１を備え、このタイミング信号
にしたがって入射光信号に多重された個々のチャネルの
光信号を分離する分離手段としてクロック光源１２およ
び時分割分離部１３を備え、分離された光信号または挿
入ポート１４から入射する各チャネルに新たに挿入すべ
き光信号を選択するチャネル選択部１５を備え、このチ
ャネル選択部１５により選択された光信号を時分割に多
重する多重手段としてクロック光源１７および時分割多
重部１８を備える。
【０００８】クロック光源１２は、タイミング抽出回路
１１の出力するタイミング信号により駆動され、このタ
イミング信号に同期して入射光信号の波長λS とは異な
る波長λC の短光パルス列を出射する。時分割分離部１
３は内部に光非線形媒質を備え、クロック光源１２の出
力光と入射光信号とにより発生した波長λF の４光波混
合光を出力する。すなわち、クロック光源１２の出力光
と同じタイミングのチャネルのみが分離される。クロッ
ク光源１２の出力光を順次遅延させて用いるか、あるい
は互いに出力タイミングのずれた複数のクロック光源１
２を用いることで、各チャネルに時分割分離できる。
１１の出力するタイミング信号により駆動され、このタ
イミング信号に同期して入射光信号の波長λS とは異な
る波長λC の短光パルス列を出射する。時分割分離部１
３は内部に光非線形媒質を備え、クロック光源１２の出
力光と入射光信号とにより発生した波長λF の４光波混
合光を出力する。すなわち、クロック光源１２の出力光
と同じタイミングのチャネルのみが分離される。クロッ
ク光源１２の出力光を順次遅延させて用いるか、あるい
は互いに出力タイミングのずれた複数のクロック光源１
２を用いることで、各チャネルに時分割分離できる。
【０００９】チャネル選択部１５は、分離された光信号
をそのまま通過させるか、新たなアッド信号を挿入する
かを、各チャネルごとに選択する。すなわち、各チャネ
ルごとに、時分割分離部１３により分離された光信号を
そのまま時分割多重部１８に出力するか、時分割分離部
１３により分離された光信号を分岐ポート１６へ出力す
るとともに、挿入ポート１４から入射した光信号を時分
割多重部１８に出力する。挿入ポート１４には波長λF
の光信号を入射する。
をそのまま通過させるか、新たなアッド信号を挿入する
かを、各チャネルごとに選択する。すなわち、各チャネ
ルごとに、時分割分離部１３により分離された光信号を
そのまま時分割多重部１８に出力するか、時分割分離部
１３により分離された光信号を分岐ポート１６へ出力す
るとともに、挿入ポート１４から入射した光信号を時分
割多重部１８に出力する。挿入ポート１４には波長λF
の光信号を入射する。
【００１０】クロック光源１７は、タイミング抽出回路
１１の出力するタイミング信号により駆動され、このタ
イミング信号に同期して繰り返し周波数ｆの短光パルス
列を発生する。クロック光源１７の出力波長は、波長λ
F の光信号との４光波混合により波長λS が得られる波
長λC である。時分割多重部１８は、クロック光源１７
の出力する短光パルス列と波長λF の光信号とから、４
光波混合により、時分割多重された光信号列を生成して
出力ポート１９に出射する。
１１の出力するタイミング信号により駆動され、このタ
イミング信号に同期して繰り返し周波数ｆの短光パルス
列を発生する。クロック光源１７の出力波長は、波長λ
F の光信号との４光波混合により波長λS が得られる波
長λC である。時分割多重部１８は、クロック光源１７
の出力する短光パルス列と波長λF の光信号とから、４
光波混合により、時分割多重された光信号列を生成して
出力ポート１９に出射する。
【００１１】以上の構成により、任意のチャネルの光信
号を分岐、挿入した時分割多重光信号列を生成して出力
することができる。
号を分岐、挿入した時分割多重光信号列を生成して出力
することができる。
【００１２】時分割分離部１３および時分割多重部１８
の光非線形媒質としては、半導体レーザ増幅器、光ファ
イバあるいは希土類添加光ファイバを用いることができ
る。時分割多重部１８には、特に石英系プレーナ光波回
路を用いることがよい。
の光非線形媒質としては、半導体レーザ増幅器、光ファ
イバあるいは希土類添加光ファイバを用いることができ
る。時分割多重部１８には、特に石英系プレーナ光波回
路を用いることがよい。
【００１３】
【実施例】光非線形媒質として光ファイバを用いた具体
的な実施例を図２に示す。ここでは、時分割チャネルが
２チャネルの場合を説明する。この実施例は、入力ポー
ト２０および出力ポート２９を備え、タイミング抽出回
路２１と、個々のチャネルの光信号を分離するための二
つのクロック光源２２−１、２２−２と、時分割分離部
を構成する光非線形媒質としての光ファイバ２３−１、
２３−２および波長多重分離カプラ３２−１、３２−２
と、挿入すべき光信号を生成するアッドクロック光源２
４−１、２４−２と、チャネル選択部を構成する二つの
チャネル選択器２５−１、２５−２と、繰り返し周波数
ｆの光パルス列を発生するクロック光源２７と、時分割
多重部の光非線形媒質を構成する光ファイバ２８−１、
２８−２とを備える。さらに、入射光信号をタイミング
抽出回路２１に分岐する分波器３０と、クロック光源２
２−１、２２−２の出力をそれぞれ入射光信号に合波す
る合波器３１−１、３１−２と、チャネル選択器２５−
１、２５−２の出力をそれぞれクロック光源２７の出力
に合波する合波器３３−１、３３−２とを備える。
的な実施例を図２に示す。ここでは、時分割チャネルが
２チャネルの場合を説明する。この実施例は、入力ポー
ト２０および出力ポート２９を備え、タイミング抽出回
路２１と、個々のチャネルの光信号を分離するための二
つのクロック光源２２−１、２２−２と、時分割分離部
を構成する光非線形媒質としての光ファイバ２３−１、
２３−２および波長多重分離カプラ３２−１、３２−２
と、挿入すべき光信号を生成するアッドクロック光源２
４−１、２４−２と、チャネル選択部を構成する二つの
チャネル選択器２５−１、２５−２と、繰り返し周波数
ｆの光パルス列を発生するクロック光源２７と、時分割
多重部の光非線形媒質を構成する光ファイバ２８−１、
２８−２とを備える。さらに、入射光信号をタイミング
抽出回路２１に分岐する分波器３０と、クロック光源２
２−１、２２−２の出力をそれぞれ入射光信号に合波す
る合波器３１−１、３１−２と、チャネル選択器２５−
１、２５−２の出力をそれぞれクロック光源２７の出力
に合波する合波器３３−１、３３−２とを備える。
【００１４】入力ポート２０からの入射光信号は、分波
器３０により分波されてタイミング抽出回路２１に入力
される。タイミング抽出回路２１は、入射光信号の光パ
ルス列に同期して、そのジットレートの整数分の１の繰
り返しをもつ同期信号を抽出してクロック光源２２−
１、２２−２、２７およびアッドクロック光源２４−
１、２４−２に分配する。
器３０により分波されてタイミング抽出回路２１に入力
される。タイミング抽出回路２１は、入射光信号の光パ
ルス列に同期して、そのジットレートの整数分の１の繰
り返しをもつ同期信号を抽出してクロック光源２２−
１、２２−２、２７およびアッドクロック光源２４−
１、２４−２に分配する。
【００１５】分波器３０を通過した入射光信号は、合波
器３１−１によりクロック光源２２−１の出力光が合波
され、光ファイバ２３−１に入射する。このとき、光フ
ァイバ２３−１内で生じる４光波混合によって、クロッ
ク光源２２−１の出力する光パルス列と同じタイミング
のチャネルの光信号の波長がλS からλF に変換され
る。この波長を波長分離カプラ３２−１により分離する
ことにより、所望のチャネルが時分割分離される。波長
分離カプラ３２−１により分離されなかった光信号は、
さらに合波器３１−２によりクロック光源２２−２の出
力光が合波され、光ファイバ２３−２へ導かれる。ここ
でも同様に、４光波混合によって所望のチャネルの波長
が変換され、波長分離カプラ３２−２により時分割分離
される。
器３１−１によりクロック光源２２−１の出力光が合波
され、光ファイバ２３−１に入射する。このとき、光フ
ァイバ２３−１内で生じる４光波混合によって、クロッ
ク光源２２−１の出力する光パルス列と同じタイミング
のチャネルの光信号の波長がλS からλF に変換され
る。この波長を波長分離カプラ３２−１により分離する
ことにより、所望のチャネルが時分割分離される。波長
分離カプラ３２−１により分離されなかった光信号は、
さらに合波器３１−２によりクロック光源２２−２の出
力光が合波され、光ファイバ２３−２へ導かれる。ここ
でも同様に、４光波混合によって所望のチャネルの波長
が変換され、波長分離カプラ３２−２により時分割分離
される。
【００１６】波長分離カプラ３２−１、３２−２により
分離された光信号は、それぞれチャネル選択器２５−
１、２５−２に入力される。チャネル選択器２５−１、
２５−２はそれぞれ、波長分離カプラ３２−１、３２−
２からの光信号をそのまま通過させるか、あるいはアッ
ドクロック光源２４−１、２４−２から供給される新た
なアッド信号を挿入するかを選択する。
分離された光信号は、それぞれチャネル選択器２５−
１、２５−２に入力される。チャネル選択器２５−１、
２５−２はそれぞれ、波長分離カプラ３２−１、３２−
２からの光信号をそのまま通過させるか、あるいはアッ
ドクロック光源２４−１、２４−２から供給される新た
なアッド信号を挿入するかを選択する。
【００１７】チャネル選択器２５−１により選択された
光信号は、合波器３３−１によりクロック光源２７の出
力と合波され、光ファイバ２８−１に入射する。このと
き、光ファイバ２８−１内で生じる４光波混合によっ
て、チャネル選択器２５−１からの光信号の波長がλF
からλS に変換される。チャネル選択器２５−２により
選択された光信号についても同様に、合波器３３−２に
より光ファイバ２８−１の出力光と合波されて光ファイ
バ２８−２に入射し、この光ファイバ２８−２内で生じ
る４光波混合によって波長がλF からλS に変換され
る。これにより、入射光信号と同じビットレートの時分
割多重された光信号列が生成され、出力ポート２９に出
力される。
光信号は、合波器３３−１によりクロック光源２７の出
力と合波され、光ファイバ２８−１に入射する。このと
き、光ファイバ２８−１内で生じる４光波混合によっ
て、チャネル選択器２５−１からの光信号の波長がλF
からλS に変換される。チャネル選択器２５−２により
選択された光信号についても同様に、合波器３３−２に
より光ファイバ２８−１の出力光と合波されて光ファイ
バ２８−２に入射し、この光ファイバ２８−２内で生じ
る４光波混合によって波長がλF からλS に変換され
る。これにより、入射光信号と同じビットレートの時分
割多重された光信号列が生成され、出力ポート２９に出
力される。
【００１８】すなわち、入射ポート２０に入射した波長
λS の入射光信号のうちの所望のチャネルのビット列に
ついては、クロック光源２２−１、２２−２の出力光の
波長λS により波長λF に変換され、分岐ポートへ導く
ことができる。また、そのビット列を再び時分割多重し
て出力ポート２９に出射する場合には、光ファイバ２８
−１、２８−２において、クロック光源２７からの入射
光信号ビットレートと同じ速度の光パルス列により波長
λF から波長λS に変換する。信号列に新たなビット列
を挿入する場合には、アッドクロック光源２４−１、２
４−２からの波長λF の信号を、クロック光源２７から
の入射光信号ビットレートと同じ速度の光パルス列によ
り波長λS に変換する。
λS の入射光信号のうちの所望のチャネルのビット列に
ついては、クロック光源２２−１、２２−２の出力光の
波長λS により波長λF に変換され、分岐ポートへ導く
ことができる。また、そのビット列を再び時分割多重し
て出力ポート２９に出射する場合には、光ファイバ２８
−１、２８−２において、クロック光源２７からの入射
光信号ビットレートと同じ速度の光パルス列により波長
λF から波長λS に変換する。信号列に新たなビット列
を挿入する場合には、アッドクロック光源２４−１、２
４−２からの波長λF の信号を、クロック光源２７から
の入射光信号ビットレートと同じ速度の光パルス列によ
り波長λS に変換する。
【００１９】チャネル選択器２５−１、２５−２は、二
つの入力に与えられた光信号を二つの出力のいずれかに
選択的に切り替えることができる。例えば、入射光信号
のあるチャネルについて入力ポート２０から出力ポート
２９へ出力する場合には、分離された光信号が入力され
る第一の入力と、時分割多重のための第一の出力とを結
合する。挿入ポートからの光信号を出力ポート２９へ出
力する場合には、挿入すべき光信号が入力される第二の
入力と第一の出力とを結合し、第一の入力については第
二の出力に結合して分岐ポートに出力する。このように
して、任意のチャネルのアッド／ドロップ操作が可能と
なる。
つの入力に与えられた光信号を二つの出力のいずれかに
選択的に切り替えることができる。例えば、入射光信号
のあるチャネルについて入力ポート２０から出力ポート
２９へ出力する場合には、分離された光信号が入力され
る第一の入力と、時分割多重のための第一の出力とを結
合する。挿入ポートからの光信号を出力ポート２９へ出
力する場合には、挿入すべき光信号が入力される第二の
入力と第一の出力とを結合し、第一の入力については第
二の出力に結合して分岐ポートに出力する。このように
して、任意のチャネルのアッド／ドロップ操作が可能と
なる。
【００２０】図３は各部の光パルス列の波形例を示し、
（ａ）は入射光信号列、（ｂ）はクロック光源２２−１
の出力、（ｃ）はクロック光源２２−２の出力、（ｄ）
はチャネル選択器２５−１から分岐ポートへのドロップ
出力、（ｅ）はチャネル選択器２５−２から分岐ポート
へのドロップ出力、（ｆ）はチャネル選択器２５−１か
ら光ファイバ２８−１へ出力されるアッド出力、（ｇ）
はチャネル選択器２５−２から光ファイバ２８−２へ出
力されるアッド出力、（ｈ）はクロック光源２７の出
力、（ｉ）は出力ポート２９から出射される光信号列で
ある。
（ａ）は入射光信号列、（ｂ）はクロック光源２２−１
の出力、（ｃ）はクロック光源２２−２の出力、（ｄ）
はチャネル選択器２５−１から分岐ポートへのドロップ
出力、（ｅ）はチャネル選択器２５−２から分岐ポート
へのドロップ出力、（ｆ）はチャネル選択器２５−１か
ら光ファイバ２８−１へ出力されるアッド出力、（ｇ）
はチャネル選択器２５−２から光ファイバ２８−２へ出
力されるアッド出力、（ｈ）はクロック光源２７の出
力、（ｉ）は出力ポート２９から出射される光信号列で
ある。
【００２１】この実施例では２チャネル構成を例に説明
したが、２チャネル以上の複数チャネル構成でも本発明
を同様に実施できる。また、４光波混合による時分割多
重では、各チャネルで必要とされる波長変換を一括変換
することもできる。各クロック光源およびアッドクロッ
ク光源の出力光のパルス幅は、入射光信号のパルス幅と
同じか、各タイムスロット内で入射光信号のパルス列よ
り広く設定すればよい。チャネル選択器の制御信号は、
時分割分離信号を受信して得るなど、種々の従来技術を
利用することができる。チャネル選択器は、本発明にお
ける光信号処理の速度をなんら制限することはなく、導
波路型、光ファイバ型、音響光学型光スイッチなど、種
々の従来技術を利用することができる。
したが、２チャネル以上の複数チャネル構成でも本発明
を同様に実施できる。また、４光波混合による時分割多
重では、各チャネルで必要とされる波長変換を一括変換
することもできる。各クロック光源およびアッドクロッ
ク光源の出力光のパルス幅は、入射光信号のパルス幅と
同じか、各タイムスロット内で入射光信号のパルス列よ
り広く設定すればよい。チャネル選択器の制御信号は、
時分割分離信号を受信して得るなど、種々の従来技術を
利用することができる。チャネル選択器は、本発明にお
ける光信号処理の速度をなんら制限することはなく、導
波路型、光ファイバ型、音響光学型光スイッチなど、種
々の従来技術を利用することができる。
【００２２】図４はタイミング抽出回路の構成例を示す
ブロック図である。このタイミング抽出回路は、入射光
信号の繰り返し周波数ｆのｍ分の１の周波数ｆ0 の電気
信号を生成する回路であり、入射光信号が入力される入
力ポート４１と、この入力ポート４１に入力された光信
号にクロック光を合波する光カプラ４２と、進行波型半
導体レーザ増幅器４３、光帯域通過フィルタ４４、受光
回路４５、位相比較器４６、電圧制御発振器４７、周波
数混合器４９、光パルス発生器５０、低周波発振器５１
および周波数逓倍器５２とを備える。
ブロック図である。このタイミング抽出回路は、入射光
信号の繰り返し周波数ｆのｍ分の１の周波数ｆ0 の電気
信号を生成する回路であり、入射光信号が入力される入
力ポート４１と、この入力ポート４１に入力された光信
号にクロック光を合波する光カプラ４２と、進行波型半
導体レーザ増幅器４３、光帯域通過フィルタ４４、受光
回路４５、位相比較器４６、電圧制御発振器４７、周波
数混合器４９、光パルス発生器５０、低周波発振器５１
および周波数逓倍器５２とを備える。
【００２３】電圧制御発振器４７は外部からの制御によ
り発振周波数と位相とが可変であり、その出力をこのタ
イミング抽出回路の出力とする。この電圧制御発振器４
７の出力信号に、周波数混合器４９により低周波発振器
５１からの周波数Δｆ／ｎの信号を重畳して光パルス発
生器５０を駆動する。光パルス発生器５０は、第ｍ高調
波成分を含むに十分な狭いパルス幅で、ｆ 0 ＋Δｆ／ｎ
の繰り返し周期で光パルスを発生する。この光パルスを
光カプラ４２により入力ポート４１からの入射光信号と
合波し、進行波型半導体レーザ増幅器４３に入射する。
このときに進行波型半導体レーザ増幅器４３内で生じた
４光波混合光を光帯域通過フィルタ４４で選択し、受光
回路４５により電気信号に変換することで、光相関が検
出される。入力光信号のビットレートｆ＝ｍｆ0 なの
で、光パルス発生器５０の出力した光パルスのｍ高調波
成分との相関信号、（ｍ／ｎ）Δｆが得られる。そこ
で、位相比較器４６により、低周波発振器５１の出力を
周波数逓倍器５２によりｍ逓倍した信号と位相比較す
る。両者の位相差が所定値となるように電圧制御発振器
４７の位相を制御することで、この電圧制御発振器４７
の発振周波数が入射光信号の繰り返し周波数ｆの１／ｍ
となる。
り発振周波数と位相とが可変であり、その出力をこのタ
イミング抽出回路の出力とする。この電圧制御発振器４
７の出力信号に、周波数混合器４９により低周波発振器
５１からの周波数Δｆ／ｎの信号を重畳して光パルス発
生器５０を駆動する。光パルス発生器５０は、第ｍ高調
波成分を含むに十分な狭いパルス幅で、ｆ 0 ＋Δｆ／ｎ
の繰り返し周期で光パルスを発生する。この光パルスを
光カプラ４２により入力ポート４１からの入射光信号と
合波し、進行波型半導体レーザ増幅器４３に入射する。
このときに進行波型半導体レーザ増幅器４３内で生じた
４光波混合光を光帯域通過フィルタ４４で選択し、受光
回路４５により電気信号に変換することで、光相関が検
出される。入力光信号のビットレートｆ＝ｍｆ0 なの
で、光パルス発生器５０の出力した光パルスのｍ高調波
成分との相関信号、（ｍ／ｎ）Δｆが得られる。そこ
で、位相比較器４６により、低周波発振器５１の出力を
周波数逓倍器５２によりｍ逓倍した信号と位相比較す
る。両者の位相差が所定値となるように電圧制御発振器
４７の位相を制御することで、この電圧制御発振器４７
の発振周波数が入射光信号の繰り返し周波数ｆの１／ｍ
となる。
【００２４】この構成では、光パルス発生器５０の出力
する光パルスの基本繰り返し周波数が高くなることか
ら、所望の高調波成分の係数が大きくなることで、より
高速の入力光信号からタイミング抽出を行うことが可能
となり、得られる相関信号の信号対雑音比も改善され
る。
する光パルスの基本繰り返し周波数が高くなることか
ら、所望の高調波成分の係数が大きくなることで、より
高速の入力光信号からタイミング抽出を行うことが可能
となり、得られる相関信号の信号対雑音比も改善され
る。
【００２５】図５は繰り返し周波数ｆの光パルス列を発
生するクロック光源の構成例を示す。このクロック光源
は、繰り返し周波数ｆ／ｍの光パルス列を発生するパル
ス光源６１と、繰り返し周波数ｆ／ｍの光パルス列を繰
り返し周波数ｆの光パルス列に変換する光多重装置６２
とを備える。光多重装置６２は、石英系導波路基板上の
光導波路と光合分波器ｃ１〜ｃ５とにより構成される。
入射した光パルス列は、光合分波器ｃ１によって分波さ
れ、一方の光導波路で遅延時間Δｔ１を与えられた後に
光合分波器ｃ２によって合波される。この構成を多段に
接続し、パルス間隔Ｔに対してｎ番目の遅延時間をΔｔ
n ＝２／（２ｎ）Ｔと設定することにより、時間領域で
２n 多重された光パルス列が得られる。例えば、６．３
Ｇｂｉｔ／ｓの光パルス列を１６多重することで、１０
０Ｇｂｉｔ／ｓの光パルス列が得られる。
生するクロック光源の構成例を示す。このクロック光源
は、繰り返し周波数ｆ／ｍの光パルス列を発生するパル
ス光源６１と、繰り返し周波数ｆ／ｍの光パルス列を繰
り返し周波数ｆの光パルス列に変換する光多重装置６２
とを備える。光多重装置６２は、石英系導波路基板上の
光導波路と光合分波器ｃ１〜ｃ５とにより構成される。
入射した光パルス列は、光合分波器ｃ１によって分波さ
れ、一方の光導波路で遅延時間Δｔ１を与えられた後に
光合分波器ｃ２によって合波される。この構成を多段に
接続し、パルス間隔Ｔに対してｎ番目の遅延時間をΔｔ
n ＝２／（２ｎ）Ｔと設定することにより、時間領域で
２n 多重された光パルス列が得られる。例えば、６．３
Ｇｂｉｔ／ｓの光パルス列を１６多重することで、１０
０Ｇｂｉｔ／ｓの光パルス列が得られる。
【００２６】この構成を図１のクロック光源１７あるい
は図２のクロック光源２７として用い、タイミング抽出
回路１１あるいは２１によって得られた入射光信号の繰
り返し周波数に同期した周波数ｆ／ｍのタイミング信号
でパルス光源６１を駆動することにより、このパルス光
源６１から出射した光パルス列が光多重装置６２により
駆動されて光領域で多重され、繰り返し周波数ｆの光パ
ルス列が得られる。これにより、入射光信号列に同期
し、ビットレートが等しい光パルス列が得られる。
は図２のクロック光源２７として用い、タイミング抽出
回路１１あるいは２１によって得られた入射光信号の繰
り返し周波数に同期した周波数ｆ／ｍのタイミング信号
でパルス光源６１を駆動することにより、このパルス光
源６１から出射した光パルス列が光多重装置６２により
駆動されて光領域で多重され、繰り返し周波数ｆの光パ
ルス列が得られる。これにより、入射光信号列に同期
し、ビットレートが等しい光パルス列が得られる。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光信号処
理装置は、超高速光信号列から任意の時分割チャネルの
光信号を分岐するだけでなく、電気信号に変換すること
なくその時分割チャネルに光信号を挿入することができ
る。本発明では、動作速度の上限が光非線形媒質の応答
速度で決まるため、１００Ｇｂｉｔ／ｓを越えるような
超高速時分割多重光信号に対して動作することができ
る。
理装置は、超高速光信号列から任意の時分割チャネルの
光信号を分岐するだけでなく、電気信号に変換すること
なくその時分割チャネルに光信号を挿入することができ
る。本発明では、動作速度の上限が光非線形媒質の応答
速度で決まるため、１００Ｇｂｉｔ／ｓを越えるような
超高速時分割多重光信号に対して動作することができ
る。
【図１】本発明の実施形態を示すブロック構成図。
【図２】光非線形媒質として光ファイバを用いた具体的
な実施例を示す図。
な実施例を示す図。
【図３】各部の光パルス列の波形例を示す図。
【図４】タイミング抽出回路の構成例を示すブロック
図。
図。
【図５】繰り返し周波数ｆの光パルス列を発生するクロ
ック光源の構成例を示す図。
ック光源の構成例を示す図。
１０、２０、４１ 入力ポート １１、２１ タイミング抽出回路 １２、１７、２２−１、２２−２、２７ クロック光源 １３ 時分割分離部 １４ 挿入ポート １５ チャネル選択部 １６ 分岐ポート １８ 時分割多重部 １９、２９ 出力ポート ２３−１、２３−２、２８−１、２８−２光ファイバ ３２−１、３２−２ 波長多重分離カプラ ２４−１、２４−２ アッドクロック光源 ２５−１、２５−２ チャネル選択器 ３０ 分波器 ３１−１、３１−２、３３−１、３３−２ 合波器 ４２ 光カプラ ４３ 進行波型半導体レーザ増幅器 ４４ 光帯域通過フィルタ ４５ 受光回路 ４６ 位相比較器 ４７ 電圧制御発振器 ４９ 周波数混合器 ５０ 光パルス発生器 ５１ 低周波発振器 ５２ 周波数逓倍器 ６１ パルス光源 ６２ 光多重装置 ｃ１〜ｃ５ 光合分波器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−346598（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−269490（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−136342（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−191126（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04J 14/00 - 14/08 H04B 10/00 - 10/28
Claims (1)
- 【請求項１】 時分割多重された入射光信号の光パルス
のビットレートｆに同期して周波数ｆ／ｍ（ｍは自然
数）のタイミング信号を出力するタイミング手段と、 このタイミング信号にしたがって前記入射光信号に多重
された個々のチャネルの光信号を分離する分離手段と、 各チャネルごとに分離された光信号を通過させまたは新
たに挿入すべき光信号を選択するチャネル選択手段と、 このチャネル選択手段により選択された各チャネルの光
信号を時分割に多重して入射光信号と同じビットレート
ｆの時分割多重された光信号列を生成する多重手段とを
備えた光信号処理装置において、 前記分離手段、前記チャネル選択手段、前記多重手段
は、全光処理を行う回路または電気光学効果を用いる回
路であり、 前記分離手段は、前記タイミング信号に同期して前記入
射光信号の波長λSとは異なる波長λCの、互いに出力タ
イミングのずれた複数の光パルス列を出射する第一のク
ロック光源と、この第一のクロック光源の出力光と前記
入射光信号とにより発生した波長λFの４光波混合光を
出力する第一の光非線形媒質とを含み、 前記チャネル選択手段は、前記分離手段で分離された各
チャネルごとの波長λFの光信号または前記タイミング
信号に同期するアッドクロック光源から供給され各チャ
ネルに新たに挿入する波長λFの光信号を選択して前記
多重手段に出力する手段を含み、 前記多重手段は、前記タイミング信号に同期して繰り返
し周波数ｆの光パルス列を発生する第二のクロック光源
と、この第二のクロック光源の出力する光パルス列と前
記チャネル選択手段から出力された波長λ F の光信号と
から４光波混合により時分割多重された光信号列を生成
する第二の光非線形媒質とを含み、 前記第二のクロック光源は、その出力波長が波長λ F の
光信号との４光波混合により波長λ S が得られる波長λ C
に設定された ことを特徴とする光信号処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20713395A JP3262482B2 (ja) | 1995-08-14 | 1995-08-14 | 光信号処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20713395A JP3262482B2 (ja) | 1995-08-14 | 1995-08-14 | 光信号処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0955717A JPH0955717A (ja) | 1997-02-25 |
| JP3262482B2 true JP3262482B2 (ja) | 2002-03-04 |
Family
ID=16534748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20713395A Expired - Fee Related JP3262482B2 (ja) | 1995-08-14 | 1995-08-14 | 光信号処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3262482B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10318840A1 (de) * | 2003-04-25 | 2004-12-02 | Siemens Ag | Optischer Demultiplexer für Datenpakete |
| JP4038159B2 (ja) * | 2003-08-12 | 2008-01-23 | 日本電信電話株式会社 | 光信号処理装置および光信号処理方法 |
-
1995
- 1995-08-14 JP JP20713395A patent/JP3262482B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0955717A (ja) | 1997-02-25 |
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